POTENSI PEMBENTUKAN LAPISAN SUPER DAN ULTRA KERAS SENYAWA KOMPOSIT NITRIDA MENGGUNAKAN KAIDAH ELEKTRODEPOSISI

Abstract

Abstrak

Komposit senyawa nitrida super dan ultra keras memiliki potensi untuk menggantikan material intan dalam berbagai aplikasi mekanik. Tingkat kekerasan super dan ultra lapisan komposit senyawa nitrida diperoleh melalui pembentukan struktur nano yang mampu mempertahankan tingkat kekerasan tinggi hingga suhu aplikasi mencapai 1100 ⁰C. Pembentukan struktur nano terjadi melalui segregrasi fase spontan secara termodinamika antara butir fase kristal nitrida dan matrik fase amorf nitrida. Salah satu komposit senyawa nitrida super dan ultra keras adalah TiAlN/Si₃N₄ dengan TiAlN sebagai fase kristal dan Si₃N₄ sebagai amorf. Senyawa TiAlN memiliki keunggulan dibandingkan dengan senyawa nitrida lain terutama tingkat kekerasan yang tinggi serta ketahana aus dan korosi suhu tinggi hingga 700 ⁰C. Aplikasi senyawa nitrida dilakukan melalui pembentukan lapisan tipis komposit menggunakan kaidah deposisi. Namun demikian kaidah ini relatif mahal dan rumit karena memerlukan kondisi ruang hampa. Kaidah lain yang relatif lebih murah, mudah dan cepat dalam pembentukan lapisan komposit senyawa nitrida adalah kaidah elektrodeposisi yang bekerja berdasarkan prinsip elektrokimia. Telah dilakukan kajian awal pembentukan lapisan tipis komposit Ni-TiAlN menggunakan kaidah elektrodeposisi. Logam nikel (Ni) digunakan sebagai matrik karena sifat ketahanan korosi yang baik. Komposisi, morfologi dan struktur kristal serta ketahanan korosi lapisan komposit dipengaruhi oleh parameter elektrodeposisi seperti arus elektrodeposisi dan konsentrasi partikel TiN dan AlN. Pembentukan lapisan komposit Ni-TiAlN/ Si₃N₄ mennggunakan kaidah elektrodeposisi berpotensi menghasilkan lapisan komposit nitrida super dan ultra keras.

Kata-kata kunci: Senyawa nitrida super dan ultra keras, lapisan komposit nikel-nitrida, elektrodeposisi.

Abstract

Super and ultra hard nitride compound composite has potency to replace the diamond material in various mechanical applications. The violence level of super and ultra composite layer of nitride compound is obtained through nanostructures formation were able to maintain high levels of violence until the temperature reached 1100 ⁰C. The formation of nanostructures occur through spontaneous phase segregation thermodynamically between nitride crystal phase grains and amorphous nitride phase matrix. One of super and ultra hard nitride compound compisite is TiAlN/Si₃N₄ by TiAlN as crystal phase and Si₃N₄ as amorf. TiAlN compound has exellence compared to other nitride compound expecially high degree of violence and wear resistance and high temperature corrosion untill 700 ⁰C. Applications nitride compound through forming a thin layer of composite use deposition methode. However this methode relatively expensive and complicated because it requires a vacuum condition. Another methode that relatively cheaper, easier and faster in the formation of the composite layer of nitride compound is electrodeposition methode that works on the principle of electrochemistry. Initial study of formation Ni-TiAlN thin layer composite that use  electrodeposition has been done. nickel metal (Ni) is used as a matrix because good corrosion resistance properties. The composition, morphology,  crystal structure, and the corrosion resistance of composite layer are affected by electrodeposition parameters such as electrodeposition current and the concentration of particles TiN and AlN. The formation of the composite layer Ni-TiAlN/Si₃N₄ using electrodeposition methode potentially resulting super and ultra hard nitride composite layer.

Keywords: Super and hard nitride compound, nickel-nitride composite layer, electrodepisition.